用于智能建筑的CAN與BACnet交互網(wǎng)關(guān)設(shè)計.pdf

1、BACnet標(biāo)準(zhǔn)作為樓宇自控領(lǐng)域的唯一的開放性國際標(biāo)準(zhǔn)，得到了大部分的智能樓宇設(shè)備制造商的支持。而MS/TP協(xié)議是BACnet標(biāo)準(zhǔn)的專有協(xié)議，作為樓宇自控網(wǎng)絡(luò)的底層協(xié)議具有很好的性價比，得到了大量的應(yīng)用。但是MS/TP協(xié)議以EIA-485作為物理層，以令牌機(jī)制進(jìn)行傳輸介質(zhì)的訪問控制，對于一些對實時性要求高的設(shè)備和事件，MS/TP的弊病就顯現(xiàn)出來。CAN為多主工作方式，將節(jié)點分成不同的優(yōu)先級，采用非破壞總線仲裁技術(shù)，可滿足不同的實時要求，

2、因此在智能樓宇系統(tǒng)中引入具有CSMA/CD功能的CAN總線可以彌補(bǔ)BACnet實時性差的缺點。 本文在分析智能建筑的特點以及樓宇自控設(shè)備所要求的通信標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，設(shè)計了基于PIC芯片和BACnet標(biāo)準(zhǔn)MS/TP協(xié)議的通信網(wǎng)絡(luò)。對實時性要求高的設(shè)備設(shè)計了CAN總線底層通信網(wǎng)絡(luò)。最后完成了兩種網(wǎng)絡(luò)的交互--網(wǎng)關(guān)的設(shè)計，并作了相應(yīng)的測試工作。 首先，介紹了BACnet標(biāo)準(zhǔn)的基本內(nèi)容，并在此基礎(chǔ)上，設(shè)計了基于MS/TP協(xié)議的BA

3、Cnet節(jié)點模塊，實現(xiàn)了基于PIC24系列微控制器BACnet協(xié)議的物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層的軟件設(shè)計。 其次，對CAN總線做了較為深入的研究，選用MCP2515和MCP2551作為CAN總線的控制器和收發(fā)器。本文以MCP2515為基礎(chǔ)介紹了CAN總線。根據(jù)幾種較為規(guī)范的CAN應(yīng)用層協(xié)議，開發(fā)了一種較實用的CAN應(yīng)用層協(xié)議，既保持了CAN總線固有的可靠、高效性，又簡化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。 再次，通過對整個系統(tǒng)分析，設(shè)計

4、了BACnet標(biāo)準(zhǔn)到CAN總線網(wǎng)關(guān)。網(wǎng)關(guān)的硬件是基于BACnet標(biāo)準(zhǔn)MS/TP協(xié)議的底層RS-485電路和基于MCP2515并通過SPI與主微控制器通信的電路。設(shè)計了基于PIC24系列單片機(jī)的嵌入式實時操作系統(tǒng)，在BACnet協(xié)議、CAN應(yīng)用層的基礎(chǔ)上實現(xiàn)了網(wǎng)關(guān)的功能。提出了一種基于PIC18、24系列單片機(jī)的高精度軟件實時時鐘的設(shè)計方法。 最后，BACnet節(jié)點通過了BACnet協(xié)議測試實驗室（BTL）主持開發(fā)的VTS（Vis